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水性木器漆中消泡劑的應用

文章出處:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.belvieshade.com責任編輯:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.belvieshade.com人氣:-發表時間:2017-07-21 08:05【

人們環保意識和對自身健康關注度的不斷提高,人們對于環保、健康的生活環境的需求越來越強烈。為了滿足人們對于高質量、健康生活的需求,一場“綠色革命”正在各行業悄然展開,涂料行業的“綠色化”也是大勢所趨,機遇與挑戰并存。

從 2l 世紀開始,木器涂料行業進行了一場歷史性的轉變。木器涂料主要包括酚醛、醇酸、硝基、聚氨酯等類型的漆,這些木器涂料大多都是溶劑型的,溶劑為揮發性有機物,對人體危害較大。全世界每年都有大量的溶劑型涂料被使用,因此向空氣中排放的揮發性有機物多大成千上萬噸,這些大量的揮發性有機物對人類的身體健康

和生活環境構成了不可估量的威脅。為了減少揮發性有機物帶來的危害,世界各個國家對 VOC 的排放量進行了嚴格的限制,并制定了相關的法規。為了滿足環保和市場需求的雙重需要,涂料行業的“綠色革命”從此開始,逐漸由傳統的溶劑型涂料向環保涂料轉變。與別的涂料相比,木器涂料的固含量相對比較低,大量的 VOC 溶劑就

會排放到大氣中,所以木器涂料行業的改革更是重中之重。環保涂料主要包括水性涂料、粉末涂料等,其中水性涂料的分散介質為水,不僅價格便宜,而且還具有無毒、環保等優點,受到了涂料行業從業者以及廣大社會人士的青睞,具有巨大的市場潛力。

雖然水性涂料具有諸多優點,但在實際應用中還是遇到了很多問題,限制了其應用推廣。諸多問題中,最常見也最讓人頭疼的就是水性涂料生產和施工過程中遇到的泡沫問題。由于體系中存在著不同用途的表面活性劑,使得水性涂料容易產生泡沫、不易消泡,這是行業的共性難題。消泡劑的使用在很大程度上可以解決泡沫問題,但

其使用不當會給水性涂料體系帶來致命的縮孔問題。本課題正是針對水性木器漆中消泡劑的應用研究而展開的,旨在探索研究如何使消泡劑在水性木器漆中發揮最佳的消泡效果,并揭示各助劑對于泡沫產生和消除的影響效果。從而使水性木器涂料在推廣過程中遇到的泡沫問題能得以解決,為水性木器涂料的全面推廣貢獻自己微薄的力量。

在科研工作中,研究者常常將肥皂產生的泡沫作為研究泡沫的對象,這是因為肥皂產生的泡沫的形狀非常接近于理想的球體,氣泡的膜壁非常薄,重量非常小,不用考慮。直到進入 20 世紀以后,雙分子膜層結構才被人們普遍接受,即肥皂產生的泡沫的膜是由伸向水中的親水基團和伸向空氣的疏水基團排列而成的。

在不同的科學研究領域和工藝各異的生產過程中,泡沫的產生有時候會帶來很大的益處,對我們的工作很有利,比如利用泡沫進行滅火的泡沫滅火器、具有高強度低質量的泡沫塑料、用來分離有用礦物質的泡沫浮選等等;然而在有些時候,泡沫的出現會給我們的研究生產、生活帶來麻煩,比如在印染、水性涂料等的生產、施工過程中,泡沫的出現不僅會降低生產效率,也會影響到施工性能??梢娫诓煌膱龊?,泡沫的價值也不一樣,當泡沫的出現能夠解決一些實際問題,給我們帶來幫助的時候,我們就應該制造一些泡沫并使泡沫能夠穩定存在,如使用發泡劑、穩泡劑等;當泡沫給我們的生產、生活帶來危害的時候,就必須抑制泡沫的產生或者消除已經產生的泡沫,最有用的途徑便是使用消泡劑。

隨著科技水平的不斷提高,社會對涂料的裝飾性和環保型等各方面的要求越來越高。為了改善和提高涂料在生產過程、貯存過程以及施工過程中所遇到的一些問題,往往需要向涂料體系添加相關的涂料助劑,例如有些助劑用來提高顏填料的潤濕分散性,有些助劑用來提高涂料在貯存過程中的穩定性,有些助劑用來改善施工性,有些助劑用來改善涂料施工后漆膜的外觀等等。這些涂料助劑大多為表面活性劑類的物質,表面張力較低,在改善涂料各方面性能的同時也使涂料體系容易產生泡沫且對產生的泡沫具有穩泡作用,這些都是涂料體系容易產生泡沫且不易消除的內部原因。在涂料的生產過程中,我們經常會用到高速分散機等機械,在施工過程中可能會用到空氣噴涂、輥涂、淋涂等方法,這些生產或施工因素都會引起體系的自由能增加,這將有助于泡沫的產生,這些因素屬于泡沫產生的外界原因。由此可見,泡沫的產生是內因與外因共同作用的結果,所以泡沫的消除可以從這兩方面著手。

在涂料行業中,水性涂料從生產到施工整個過程中的泡沫問題最為嚴重,這與其配方和生產工藝的特殊性有著緊密的聯系。

(1)水性涂料以水為分散介質,所以在乳液聚合的過程中通過添加乳化劑而使聚合物穩定的分散于水中。由于分散介質水的表面張力較高,而乳化劑的表面張力大都比較低,所以乳化劑的使用勢必讓體系的表面張力大幅度降低,從而使體系很容易產生泡沫,這是體系容易出現泡沫最重要的原因。

(2)在含有顏填料的水性涂料的生產過程中,為了使顏填料能夠在體系中穩定分散,通常會向體系中添加潤濕分散劑,此類助劑為兩親性的,屬于表面活性劑,因此也會降低體系的表面張力而使體系易于產生泡沫且對泡沫具有一定的穩定作用。

(3)水性涂料的粘度通常比較低,在施工過程中容易出現流掛,對漆膜外觀影響很大。為了改善這一狀況,在水性涂料的生產過程中通常會向體系中添加增稠劑以增加體系粘度。然而粘度的增加會使泡沫的膜壁厚度增加,從而導致膜壁的彈性提高,這樣泡沫就會比較穩定而不易消除。

(4)除了上述的內部因素外,還有前面我們提到的從生產到施工過程中的外部因素,如高速分散、輥涂等所帶來的泡沫。

在水性涂料的生產過程中,體系中產生的泡沫不僅會引起顏填料的分散效果不佳,而且會導致設備的利用率降低,嚴重的時候甚至會出現溢流;在封裝過程中會因為泡沫而需要靜置或者多次灌裝,會使生產周期延長;在施工過程中,泡沫的出現會導致漆膜出現縮孔、表面斑點、遮蓋力下降等缺陷,不僅影響了漆膜外觀,也使漆膜的防腐性和耐候性降低。

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